ebook Mechanika budowli w architekturze historycznej Andrzej Litewka, Przemysław Litewka

Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej

Rok wydania: 2020

W ciągu wieków postać budowniczego kojarzyła się z wybitną jednostką, harmonijnie łączącą cechy dobrego konstruktora i artysty dbającego o piękno swoich dzieł. Niestety, wszechobecna specjalizacja nauki spowodowała, że w dziedzinie budownictwa rozdzielone zostały funkcje architekta i konstruktora. Niewątpliwie jednak bez dobrej współpracy specjalistów z tych dwóch dziedzin niemożliwe jest powstanie budowli, która jednocześnie prawidłowo spełnia swoją funkcję, nie stanowi zagrożenia dla jej użytkowników oraz czyni zadość wymaganiom estetyki i sztuki architektonicznej. Z tego względu niezbędne jest stworzenie takich programów nauczania na kierunkach architektura oraz budownictwo, aby ich absolwenci byli przygotowani do wspól-nego działania i dialogu. Lektura niniejszej książki może stanowić zachętę do podjęcia takiej współpracy, gdyż zwraca uwagę na ścisłe powiązania między pięknem architektury i konstruk-cji. Omówiono tu podstawowe pojęcia wytrzymałości materiałów i mechaniki konstrukcji, a w celu ich lepszego przybliżenia architektom i studentom tego kierunku tych zagadnień poszcze-gólne działy zostały zilustrowane przykładami znanych dzieł architektury światowej. Jednocze-śnie książka ta może stanowić inspirację dla inżynierów i studentów budownictwa, aby przy projektowaniu byli świadomi związków pomiędzy optymalnymi rozwiązaniami konstrukcyjny-mi i ich pięknem architektonicznym.

Spis treści ebooka Mechanika budowli w architekturze historycznej

Wstep 7
1. Wprowadzenie 9
1.1. Współzalenosc pomiedzy konstrukcja i architektura 9
1.2. Podstawowe pojecia mechaniki materiałów i konstrukcji 14
1.2.1. Zakres, cel i załoenia mechaniki materiałów i konstrukcji 14
1.2.2. Zasady podparcia konstrukcji 18
1.3. Geometryczne charakterystyki figur płaskich 25
1.3.1. Momenty statyczne i srodek ciekosci 25
1.3.2. Momenty bezwładnosci 28
1.3.3. Twierdzenie Steinera 30
1.3.4. Momenty bezwładnosci wzgledem osi obróconych 35
1.3.5. Główne momenty bezwładnosci 37
1.3.6. Ekstremalne wartosci dewiacyjnego momentu bezwładnosci 39
1.3.7. Niezmienniki momentów bezwładnosci 43
2. Stan napreenia i odkształcenia 45
2.1. Analiza stanu napreenia 45
2.1.1. Przestrzenny stan napreenia 45
2.1.2. Płaski stan napreenia 49
2.2. Geometria stanu odkształcenia 58
2.2.1. Składowe stanu odkształcenia 58
2.2.2. Płaski stan odkształcenia 63
2.3. Równania fizyczne dla ciała spreystego 67
2.3.1. Jednoosiowy stan napreenia 67
2.3.2. Trójosiowy stan napreenia 70
2.3.3. Równania fizyczne dla płaskiego stanu napreenia 76
2.4. Doswiadczalna analiza napreen i odkształcen 77
2.4.1. Podstawy teoretyczne 77
2.4.2. Doswiadczalne pomiary odkształcen 78
2.4.3. Elastooptyka 86
3. Elementy obciaone osiowo 94
3.1. Zasady ogólne i obliczanie napreen 94
3.2. Kratownice 98
3.2.1. Zasady budowy kratownic 98
3.2.2. Metoda równowaenia wezłów 100
3.2.3. Metoda Rittera 104
3.2.4. Prety zerowe kratownicy 110
3.3. Badania własciwosci materiałów i warunek bezpieczenstwa konstrukcji 112
3.3.1. Zalenosc pomiedzy obciaeniem i odkształceniem 112
3.3.2. Warunek wytrzymałosci dla elementów osiowo rozciaganych 120
3.4. Podstawy statecznosci konstrukcji 123
3.4.1. Problem równowagi statecznej 123
3.4.2. Wyboczenie pretów 127
3.4.3. Warunek wytrzymałosci dla elementów osiowo sciskanych 132
3.5. Optymalny kształt kolumny 139
3.5.1. Warunek wytrzymałosci kolumny 139
3.5.2. Osłabienie kolumny otworami 143
4. Elementy zginane 148
4.1. Definicje i pojecia podstawowe 148
4.2. Siły przekrojowe w belkach o osi prostej 151
4.2.1. Obliczanie i znakowanie sił przekrojowych 151
4.2.2. Belki swobodnie podparte 153
4.2.3. Belki wspornikowe 159
4.2.4. Belki gerberowskie 161
4.2.5. Belki o osi zakrzywionej 165
4.3. Zginanie proste 168
4.3.1. Napreenia normalne 168
4.3.2. Napreenia styczne 173
4.4. Warunek wytrzymałosci dla belek zginanych 177
4.5. Kierunki napreen głównych w belkach zginanych 185
4.5.1. Izokliny 185
4.5.2. Trajektorie napreen głównych 188
4.6. Racjonalne rozwiazanie kamiennej belki 191
4.6.1. Kamienna belka nadproa 191
4.6.2. Statyka nadproa Lwiej Bramy 192
4.7. Odkształcenia belki zginanej 196
4.7.1. Równanie róniczkowe linii ugiecia 196
4.7.2. Obliczanie przemieszczen punktów w belkach zginanych 199
4.7.3. Zalenosci róniczkowe w belkach zginanych 204
5. Elementy obciaone mimosrodowo206
5.1. Definicje i obliczanie napreen 206
5.1.1. Warunki wystapienia obciaenia mimosrodowego 206
5.1.2. Obliczanie napreen 209
5.1.3. Szczególne przypadki obciaenia mimosrodowego 212
5.2. Rdzen przekroju 223
5.2.1. Definicja rdzenia przekroju 223
5.2.2. Twierdzenie o wzajemnosci napreen normalnych 225
5.2.3. Wyznaczanie rdzenia przekroju 227
5.3. Rola rdzenia przekroju w projektowaniu budowli z kamienia 235
5.3.1. Kolumna Partenonu 235
5.3.2. Nosnosc filara przyporowego katedry gotyckiej 239
6. Układy statycznie niewyznaczalne i podstawy metody sił 246
6.1. Stopien statycznej niewyznaczalnosci 246
6.2. Równanie pracy wirtualnej i obliczanie przemieszczen w układach statycznie wyznaczalnych 250
6.2.1. Wyprowadzenie równania pracy wirtualnej 250
6.2.2. Obliczanie przemieszczen w belkach 252
6.2.3. Obliczanie przemieszczen wezłów kratownic 258
6.3. Podstawy metody sił 260
6.3.1. Układ podstawowy i równania kanoniczne metody sił 260
6.3.2. Rozwiazanie układu po obliczeniu nadliczbowych 266
6.3.3. Obliczanie przemieszczen w układach statycznie niewyznaczalnych 269
6.3.4. Kontrola kinematyczna 271
7. Konstrukcje łukowe 274
7.1. Istota konstrukcji łukowych 274
7.1.1. Linia cisnienia 274
7.1.2. Przykłady konstrukcji łukowych 277
7.2. Optymalny kształt osi łuku 280
7.2.1. Zalenosc linii cisnienia od obciaenia 280
7.2.2. Linia cisnienia dla obciaenia dwoma i trzema siłami 288
7.2.3. Linia cisnienia w pretach zakrzywionych 296
7.3. Statyka mostu łukowego 302
7.3.1. Geometria kamiennego mostu w Alcántarze 302
7.3.2. Obliczanie sił przekrojowych 302
7.3.3. Warunek wytrzymałosci 314
7.3.4. Ugiecie łuku 318
8. Dzwigary powierzchniowe 320
8.1. Rodzaje dzwigarów powierzchniowych 320
8.1.1. Tarcze 320
8.1.2. Płyty 322
8.1.3. Powłoki 324
8.2. Podstawy teorii zginania płyt 333
8.2.1. Rozwiazanie płyt we współrzednych prostokatnych 333
8.2.2. Osiowo symetryczne zginanie płyt okragłych 344
8.3. Optymalne rozwiazanie płyty zginanej dolmenu 351
8.3.1. Geometria dolmenu Zambujeiro 351
8.3.2. Schemat 1 płyty okragłej 352
8.3.3. Schemat 2 płyty okragłej 357
8.3.4. Schemat 3 płyty okragłej 359
8.4. Statyka kopuły kulistej 364
8.4.1. Kopuła Panteonu 364
8.4.2. Napreenia w obecnym stanie kopuły Panteonu 365
8.4.3. Napreenia w kopule o stałej grubosci 370
Bibliografia 378